Както вече беше отбелязано, съвременните процесори изпитват нужда от охлаждащи устройства с възможно най-ниско термичносъпротивление. В днешно време дори най-напредналите радиатори не се справят с тази задача: при условия на естествена конвекция на въздуха, т.е. когато скоростта на движение на въздушните маси е малка (типичен пример – маранята над асфалта от пътнто платно в горещ летен ден), “нормалната” топлинна ефективност на радиаторите се оказва недостатъчна за поддържане на приемлива работна температура на процесора. Драстично да се намали термичното съпротивление на радиатора може само по един начин – добре да го вентилираме (с други думи, да създадем условия за принудена конвекция на топлоносителя, тоест въздуха). Точно за тези нужди практически всеки процесорен радиатор се оборудва с вентилатор, който добросъвестно продухва неговото вътрешно междуребрено пространство. В днешно време при прозесорните кулъри намират приложение основно осевите (аксиалните) вентилатори, формиращи въздушният поток в направление, паралелно на остта на въртене на перката (естествено има и изключения, като например турбинния вентилатор при Aero 7 на Cooler Master).
“Ходовата” част на вентилатора може да бъде изградена върху основата на плъзгащ лагер (sleeve bearing, по-евтината и нетрайна конструкция), на комбинирани лагери – един плъзгащ плюс един търкалящ лагер (one sleeve – one ball bearing, най-разпространената конструкция), и на два търкалящи лагера (two ball bearings, най-скъпата, но в същото време и най-надежната и дълготрайна конструкция). Е, а електрическата част на вентилатора навсякъде представлява миниатюрен електродвигател с прав ток.
Phase Change охлаждане
От името му се разбира, че говорим за охлаждане с промяна на агрегатните състояния на нещо…… а нещото е специален газ – такъв, какъвто се използва в хладилниците в домовете ви. Цялото Phase Change охлаждане е абсолютно подобно на начина на работа на хладилниците ви.
Обяснението на технологията
Както се виждате, ще са нужни компресор, кондензатор, капилярна тръбичка и изпарител. Както разбира се и газ, който да прави цялата магия завършена. В съвременните компресори се използват следните газове -
- R134a( 1,1,1,2 tetrafluroetene, HFC134a), температурна точка на изпаряване – “-26.1С”
- R22 ( Chlourodiflourometane, CFC22 ), температурна точка на изпаряване – “-41С”
- R290 ( Propane ), температурна точка на изпаряване – “-42.1C”
- R12 ( Dichlourodifluorometane, CFC12), температурна точка на изпаряване – “-29.8C”
- R404a ( смесица от R125 44% /R143a 52% / R134a 4% ), температурна точка на изпаряване – “-44С”
- R600a ( iso-Butane ), температурна точка на изпаряване – “-11.7С”
Това са най-известните газове, които се използват за целта, като както забелязвате (с изключение донякъде на R600a) всичките имат доста ниска температурна точка на изпарение. А колкото е по-ниска точката на изпаряване, то толкова по-ниска температура на охлаждане получаваме от което следва и по-ниска температура на процесора. Цялата магия е следната – всичко тръгва от компресора, който компресира газа до газ под високо налягане, който се предава към кондензатора, който (газ) се втечнява в долната част на кондензатора. За да се регулира потока на вече втечненият охладител се използва капилярната тръбичка – прекалено малко втечнен охладител няма да е достатъчен за охлаждане на процесора, докато прекалено голямото количество ще доведе до връщане на все още втечнен газ в компресора, което е много лошо за компресора (води до съвсем бърза повреда на компресора) – компресорите не могат да компресират течност. Втечненият газ попада в изпарителя (процесора), където се изпарява, като за процеса на изпарение се използва топлината отделена от процесора. По този начин се “изсмуква” топината от процесора. След това изпарения вече втечнен газ, който дефакто се е превърнал отново в газ се връща в компресора и цикъла се повтаря. Целият трик тук е, че тези газове имат много ниска температура на изпарение.Както добре се вижда процеса не е много сложен, но пък за сметка на това върши невероятна работа. Подобни охлаждащи системи (в зависимост от компресора и газа) могат да охлаждат невероятни количества топлина, като в нашият случай можем да постигнем температура на процесора под 0С. Даже доста под 0С, в зависимост от колко е овърклокнат процесора, какъв е като марка и най-важното при какви честоти и напрежение работи.В случаите на Phase Change охлаждащи системи за PC-та се използват компресори с мощност 1/2 конска сила, като най-често срещаните са на Danfoss.
Healtpipe технология за охлаждане
При тази технология се използват малко физика и химия: използват се медни тръбички, които са пълни с течност. Използва се техниката за промяна на агрегатното състояние от течност към газ. За целта (за да може да се използва при такъв тип охладители) се добавя и течност, която се изпарява при стайна температура, примерно добре познатият ацетон.
При загряване от страна на процесора течността в тръбичките започва да се изпарява нагоре по тръбите, като така извежда нагоре топлината. Последва охлаждане от страна на радиатор чрез въздушен поток, след което газа се втечнява и се връща отново на дъното на тръбите. И така процеса се повтаря. Този тип охлаждания са доста по-скъпи от въздушните предложения и се явяват междинно звено между въздуха и водата. Затова се използва предимно за охлаждането на процесорите в notebook (преносимите компютри) и рядко при настолните.
Водно Охлаждане
Ще започнем с това какъв е основният принцип на този тип охладителни системи. И при водните охлаждания отново имаме някаква среда, която използваме като средство за приемане на отделяната от даден чип топлина. При въздушните охлаждания това е струята студен въздух, а при водните естествено използваме някаква течност. Водното охлаждане представлява една затворена система, в която посредством маркучи циркулира течност, придвижването на течността става с помощта на водна помпа, която в зависимост от мощността си задвижва водата с различна скорост. По време на движението си в затворената система течността преминава през т. нар. водно блокче, това е заместителят на радиатора при този вид охлаждания. На практика водните блокчета са съставени от метална плоскост приемате топлината на чипа от долната си страна, и отдаваща я към водата в горната част. За целта в горната част на блокчето се намира нещо като малък резервоар, през който преминава силната струя течност излизаща от помпата. Естествено приемайки топлината от чипа, температурата на водата постепенно се повишава, за да може да държим нейната температура малко над тази на стайната , е необходимо да имаме някакъв модул, който да се грижи за охлаждането на течността. Тук идва ролята на радиатора и перката, която духа през неговите ребра. Идеята е топлата вода, преминавайки през металния радиатор, да отделя част от топлината, а въздушната струя да я охлажда постепенно. При използването на радиатор с голям обем, през който преминава течност не ни е необходима много мощна перка която да обдухва ребрата му, за да се постигне голяма ефективност на охлаждане. Излизайки от радиатора поохладената водна струя вече е забавила леко скоростта си, но преди да стигне отново до водната помпа, която да я “изстреля” наново по маркучите е необходимо да се събере на едно място по-голямо количество вода, а именно във воден резервоар. От него водната помпа може по-лесно да “засмуква” течността.Тук идва ред за една много важна връзка между резервоара и ефективността на охлаждането, а именно по-голям воден резервоар означава и по-ефективно охлаждане, защото по-голямата маса се загрява по-бавно. Нека обобщим основните компоненти, както трябва да са свързани по ред – водна помпа, охлаждащо блокче, радиатор и резервоар, като естествено те са свързани в затворена верига посредством маркучи, по които се придвижва водата. Най-важният плюс е възможността да се справя ефективно с големи количества отделяна топлина, без да е необходимо охлаждането да става шумно. Обикновено води и до по-добри резултати при овърклок, спрямо тези постигнати с въздушно охлаждане.
Охлаждане с течен азот
Това е следващата и последна стъпка към все по-ниските температури. Този метод е неприложим, най-малкото защото течен азот не се продава в аптеките. Обаче, ако някой се интересува до къде все пак се простират теоретичните възможности за овърклок, това е начина за проверка в земни условия. Температура от -200 градуса по Целзий, позволява невероятни резултати от 2 Ghz Athlon примерно, но това е само демонстрация – да се направи система която да поддържа постоянно такава температура е възможно, но това е твърде скъпо за реализиране.
Охлаждане на базата на peltier елемент
Възможно е постигане на телмератури от порядъка на -60С. То е по-малко рисковано от водното охлаждане, но тук пък има опасност от кондензация – преставете си как в стаята е 25С, а процесора ви работи при 0С – тази температурна разлика ще се прояви във вид на кондензация върху процесора, а при по-силно кондензиране. Самия pletier елемент представлява два метала, които са запоени един към друг и при подаване на напрежение едната страна се затопля, а другата се изстудява – има ефект на “изсмукване” на топлина в посока топла-студена страна. При промяна на посоката на подаваното напрежение ефекта се обръща – топлата страна става студена, а студената – топла, затова внимавайте, когато искате да ползвате peltier елемент коя страна каква ще бъде при тази посока на напрежението, която сте избрали. Тук основния проблем е, как ще се охлажда топлата страна на peltier елемента от нейната температура зависи и температурата на студената страна – всеки peltier елемент си има температурна разлика между топлата и студената страна, която се поддържа константа – да речем, че тази разлика е 50С – това значи, че ако темературата на топлата страна е 40С, температурата на студената е -10С. Най-доброто решение за охлаждане на топлата страна в днешни дни е използването на водно охлаждане върху топлата страна, но може да се използва и много добро въздушно охлаждане. Трябва да се отбележи също и една много важна характеристика на peltier елемента: делта Т max – максималната температура на топлата страна – ако тя е 65С това означава, че след тази температура peltier елемента губи много от своето КПД, а при температури доста по-високи от делта Т max има много голяма опасност peltier елемента да се разтопи. Това охлаждане е много по-ефективно от това със радиатор, по-евтини от водното охлаждане, достигане на много ниски температури. Една от особеностите при това охлаждане е, че те работят като активни охлаждащи елементи, независещи от температурата на околната среда.
Охлаждане с течен метал
Една компания от Тексас – NanoCoolers, е разработила система за охлаждане, базирана на течен метал, съобщи New Scientist. Според фирмата, тази технология обещава да е значително по-тиха и по-ефективна. Системата изсмуква топлината от чиповете, вкарвайки сплав от течен галий чрез система от тръбички. Температурата на течността се смъква надолу до нормално състояние посредством заобикаляща я кутия с въздушно охлаждане. За разлика от водата, металът завира при 2000 целзиеви градуса. Това означава, че той може да абосорбира повече топлина без да променя агрегатното си състояние и да се превърне в газ. Освен това течният метал може да се изкарва извън източника на топлина много по-лесно, чрез използването на електромагнитни “помпи”, вместо с хидравлични.
Софтуерно охлаждане
Съществува и т.нар. софтуерно охлаждане, при което процесорът (а и други елементи на системата) преминава в idle процес и не произвежда същото ниво на топлина както в натоварено положение. Към това може да прибавим и понижена тактова честота и напрежение. Този тип “охлаждане” може да се постигне както чрез различни видове програмки, така и да е залегнал в основата на операционната система (Windows XP притежава подобни функции).
Какви температури са нормални за един процесор
Температурата на процесора трябва по възможност да е под 50 градуса, дори и при големи натоварвания. Положението става критично над 70 градуса. Такива високи температури могат да доведат до повреди, особено при по – старите модели. Новите процесори имат вградена защита срещу пренагряване. Когато температурата надскочи определена граница, процесорът автоматично намалява темпото си, а по този начин се намалява и температурата. Температурата може да се измери по три начина: софтуерно, хардуерно и чрез BIOS.
Проблеми свързани с охлаждането
Всички по-важни елементи в един компютър произвеждат топлина, която отделят в околната среда (кутията). Ако не се занимаете с този “проблем”, натрупаната топлина ще доведе до работни условия, които в повечето случаи са неприемливи за компонентите, и може да настъпят доста лоши необратими процеси.
Няма сходни статии.
